減衰装置
【課題】小型化を図りつつも、二つの構造体間の振動エネルギに対する減衰力の向上を図ることが可能な減衰装置を提供する。
【解決手段】第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒２と、第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材３と、この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材４と、前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室８を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材６と、前記収容室内に密封される粘性流体７と、を備えている。
【解決手段】第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒２と、第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材３と、この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材４と、前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室８を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材６と、前記収容室内に密封される粘性流体７と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギが伝達する二つの構造体の間に配置され、振動源となる一方の構造体から他方の構造体へと伝達される振動エネルギを減衰させるための減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の減衰装置としては、特開平10-184757号公報に開示されているものが知られている。この減衰装置は建築構造物の柱間に筋交いとして設けられる装置であり、一方の構造体に結合されるロッド部材と、このロッドを覆うようにして設けられると共に他方の構造体に固定されるハウジング部材とから構成されている。前記ロッド部材の外周面には螺旋状のねじ溝が形成されており、このねじ溝には前記ハウジング部材に対して回転自在なナット部材が螺合している。また、このナット部材には前記ハウジング部材内に収容される円筒状のロータが固定されており、このロータの外周面は前記ハウジング部材の内周面と対向して粘性流体の収容室を形成している。
【０００３】
このように構成された減衰装置では、二つの構造体の間に作用する振動に伴って前記ロッド部材がナット部材に対して軸方向へ進退すると、かかるナット部材は前記ロッド部材の軸方向運動を回転運動に変換し、このナット部材の回転運動に伴って該ナット部材に固定されたロータも回転することになる。このとき、前記ロータの外周面とハウジング部材の内周面との隙間は粘性流体の収容室として形成されていることから、かかるロータが回転すると、収容室内の粘性流体に対してロータの回転角速度に応じた剪断摩擦力が作用し、かかる粘性流体が発熱する。すなわち、この減衰装置では構造体間の振動エネルギが回転エネルギに変換され、更にはその回転エネルギが熱エネルギに変換され、その結果として構造体間で伝達される振動エネルギが減衰されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平10-184757号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の減衰装置が発生する減衰力は、粘性流体に接しているロータの表面積に比例しているため、減衰力の向上を図ろうとする場合には前記ロータの軸方向長さを長く設定しなければならない。このため、ロッドの全長やストローク量とは無関係に減衰装置の全長が長くなってしまい、その分だけ減衰装置が大型化してしまうといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、小型化を図りつつも、二つの構造体間を伝播する振動エネルギの減衰を効果的に行うことが可能な減衰装置を提供することにある。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の減衰装置は、第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒と、第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材と、この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材と、前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材と、前記収容室内に密封される粘性流体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
このような本発明の減衰装置では、前記ナット部材と共に回転するロータ部材が固定筒を覆う円筒状に形成されており、粘性流体の収容室よりも半径方向の外側に位置している。このため、粘性流体の収容室よりも半径方向の内側にロータが配置されていた従来の減衰装置に比べ、当該減衰装置の外径が同じであれば、ロータ部材の慣性モーメントを大きく設定することが可能である。また、前記固定筒を覆うように配置されているロータ部材はその肉厚を自由に設定することが可能なので、質量を増加させることにより慣性モーメントを更に増加させることも可能である。
【０００９】
このため、前記ロータ部材はフライホイールの如く機能し、構造体の振動に伴う前記ナット部材の回転運動の加速・減速に対してこれを妨げるように作用し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換して吸収する。これにより、振動の振幅を抑え、構造体に対して作用する振動を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、前記粘性流体は構造体の振動に伴うロータ部材の回転に対して直接作用し、構造体の振動エネルギを減衰させる他、フライホイールの如く機能した前記ロータ部材の運動エネルギも減衰させる。
【００１１】
すなわち、本発明では前記ロータ部材の慣性モーメントによる振動の制震作用と粘性流体による振動の減衰作用とを組み合わせることで、一層効率よく振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の減衰装置の第一実施形態を示す正面半断面図である。
【図２】ねじ軸とナット部材との組み合わせの一例を示す斜視図である。
【図３】ロータ部材の慣性モーメントを調整するための構造を示す側面図である。
【図４】本発明の減衰装置の第二実施形態を示す正面半断面図である。
【図５】図４に示す減衰装置が備える伝達制限手段の構成を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に沿って本発明の減衰装置を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用した減衰装置の第一実施形態を示す半断面図である。この減衰装置１は、中空部を有すると共に一端に開口部を有して筒状に形成された固定筒２と、この固定筒２の開口端から当該固定筒２の中空部に挿入されるようにして配置された軸部材としてのねじ軸３と、多数のボール５を介して前記ねじ軸３に螺合するナット部材４と、このナット部材４に結合されると共に前記固定筒２に対して回転自在に支承されたロータ部材６とを備えている。この減衰装置は、例えば建物とその基礎との間を伝播する振動の減衰に利用され、前記固定筒２はコネクティングロッド２０を介して第一構造体としての建物に固定される一方、前記ねじ軸３はその一端が第二構造体としての基礎に固定される。
【００１５】
前記固定筒２は、前記ロータ部材６と相まって粘性流体の収容室を形成する固定スリーブ２１と、円筒状に形成されると共に前記固定スリーブ２１の軸方向の一端に対して同一軸心上に固定された軸受ブラケット２２とから構成されている。前記コネクティングロッド２０は前記軸受ブラケット２２と反対側の端部において固定スリーブ２１に結合されている。
【００１６】
前記ロータ部材６は前記軸受ブラケット２２の外周面に嵌合する回転軸受４４、及び前記軸受ブラケットとは反対側の固定スリーブ２１の一端に配置された回転軸受６１によって、前記固定筒２に対して回転自在に支承されている。前記回転軸受６１としてはクロスローラ軸受が用いられる一方、ナット部材４に近接した前記回転軸受４４としては前記クロスローラ軸受よりも大荷重を負荷可能な複列ローラ軸受が用いられており、前記ナット部材４からロータ部材６に作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を十分に支承することができるようになっている。
【００１７】
一方、前記ロータ部材６の端部には前記回転軸受４４に隣接して前記ナット部材４が固定されている。図２は、このナット部材４と前記ねじ軸３との組合せの一例を示す斜視図である。前記ねじ軸３の外周面には螺旋状のボール転動溝３１が形成されており、前記ナット部材４は当該ボール転動溝３１を転動する多数のボール５を介して前記ねじ軸３に螺合している。前記ナット部材４は前記ねじ軸３が貫通する貫通孔を有して略円筒状に形成されており、かかる貫通孔の内周面にはねじ軸３のボール転動溝３１と対向する螺旋状のボール転動溝が形成されている。また、このナット部材４はボール５の無限循環路を有しており、ボール５が無限循環することでナット部材４がねじ軸３の周囲を螺旋状に運動することが可能となっている。すなわち、これらねじ軸３とナット部材４はボールねじ装置を構成している。また、前記ナット部材４の外周面にはフランジ部４１ａが形成されると共に、このフランジ部４１ａには固定ボルトを挿通させるボルト孔４１ｂが設けられており、ナット部材４は固定ボルトの締結によって前記ロータ部材６に結合されている。
【００１８】
このようにナット部材４がねじ軸３に螺合しており、しかもねじ軸３の端部は基礎や建物といった構造体に固定されているので、かかる構造体の振動に伴ってねじ軸３が軸方向へ運動すると、この並進運動がナット部材４の回転運動に変換され、ナット部材４に結合されたロータ部材６が固定筒２の周囲を回転することになる。
【００１９】
一方、前記ロータ部材６は円筒状に形成されており、その内周面と前記固定スリーブ２１の外周面とが対向することにより、これらの間に粘性流体７の収容室８が形成されるようになっている。かかる収容室８にはシリコーンオイル等の粘性流体７が充填されている。また、当該収容室８の軸方向両端にはリング状のシール部材８１が嵌められており、かかる収容室８内に封入された粘性流体７が固定スリーブ２１とロータ部材６の隙間から漏れ出すのを防止している。
【００２０】
このように構成された本実施形態の減衰装置１では、前記固定筒２とねじ軸３との間に当該ねじ軸３の軸方向に沿った振動が作用すると、かかる振動エネルギによって前記ねじ軸３が軸方向へ繰り返し進退し、これに伴って前記ねじ軸３に螺合するナット部材４が反転を繰り返しながら当該ねじ軸３の周囲を回転することになる。
【００２１】
このとき、前記固定筒２の周囲をロータ部材６が回転すると、前記収容室８内に封入されている粘性流体７に対して剪断摩擦力が作用し、前記ロータ部材６の回転エネルギが粘性流体７の熱エネルギに変換されて消費される。その結果、第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギが減衰される。
【００２２】
また、前記ロータ部材６を固定筒の内側ではなく外側に配置したことから、減衰装置の外径が略同じであれば、前記ロータ部材を固定筒の内側に配置した従来の装置に比べて、当該ロータ部材の慣性モーメントを大きく設定することが可能である。加えて、前記固定筒２を覆うように配置されているロータ部材６はその肉厚を自由に設定することが可能なので、質量を増加させることで慣性モーメントの更なる増加も可能である。
【００２３】
図３は前記ロータ部材６の慣性モーメントの大きさを自由に増減させるための当該ロータ部材６の構造の一例を示すものであり、かかるロータ部材６を軸方向から観察した状態を示している。この構造では円筒状に形成されたロータ部材６の外周面に対して、かかるロータ部材６の軸方向へ延びる追加質量としての棒状部材６ａをボルト６ｂで固定できるようになっている。前記棒状部材６ａはロータ部材６の外周面を周方向に等分した複数箇所に固定できるように構成されており、同一質量の複数本の棒状部材６ａをロータ部材６の外周面に対して均等に固定することで、ロータ部材６の円滑な回転を維持しつつ、その慣性モーメントを増大できるように構成されている。また、前記棒状部材６ａの質量を任意に変更することにより、前記ロータ部材６の慣性モーメントを任意の大きさに設定することが可能となっている。
【００２４】
従って、前記ロータ部材６はフライホイールの如く機能し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換しながら、常に前記ねじ軸３の軸方向への加速・減速を妨げるように作用する。これにより、振動の振幅を抑え、第一構造体に対する第二構造体の振動を抑制することが可能となる。また、前記収容室８内に封入された粘性流体７は、フライホイールとしての前記ロータ部材６に保存された回転運動のエネルギの減衰に対しても寄与する。
【００２５】
すなわち、この第一実施形態の減衰装置によれば、収容室に封じ込めた粘性流体に起因する減衰作用と、ロータ部材の有する慣性モーメントに起因する制震作用とを組み合わせることで、一層効果的に振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。このため、本発明の減衰装置によれば、粘性流体に起因する減衰作用のみに依存していた従来の減衰装置に比べ、ロータ部材の軸方向長さを抑えて装置全体の小型化を図ることが可能となり、また、従来の減衰装置と同程度の大きさであれば、減衰能力の向上を図ることが可能となっている。
【００２６】
次に、本発明の減衰装置の第二実施形態について説明する。
【００２７】
図４は本発明を適用した減衰装置の第二実施形態を示すものである。前述の第一実施形態では固定筒２と相まって粘性流体７の収容室８を形成するロータ部材６そのものをフライホイールの如く機能させたが、この第二実施形態ではロータ部材とは別個にフライホイールを設け、ねじ軸の軸方向への並進運動に伴って生じるナット部材の回転運動をこれらフライホイールとロータ部材の双方に伝達するように構成している。
【００２８】
この第二実施形態の減衰装置は、中空部を有して円筒状に形成された固定筒２３と、この固定筒２３の中空部に対して挿入されたねじ軸３０と、多数のボールを介してこのねじ軸３０に螺合するナット部材４０と、前記固定筒２３に対して回転自在に支承されると共に前記ナット部材４０が結合された円筒状の軸受ハウジング５０と、この軸受ハウジング５０に対して回転自在に支承されたフライホイール６０と、前記軸受ハウジング５０と前記フライホイール６０との間でトルクを伝達すると共に伝達トルクの上限を規制する伝達制限手段７０と、前記固定筒２３に対して回転自在に支承されると共に前記フライホイール６０に対して結合されたロータ部材８０とから構成されている。
【００２９】
前記固定筒２３の一端にはコネクティングロッド２４が結合されて前記中空部が塞がれている。例えば、前記固定筒２３はこのコネクティングロッド２４を介して第一構造体としての建物に固定される一方、前記ねじ軸３０はその一端が第二構造体としての基礎に固定される。
【００３０】
前記ねじ軸３０の軸端が挿入された固定筒２３の端部は軸受ブラケットとして機能しており、当該部位の外周面には一対の複列ローラ軸受２５の内輪が嵌合している。また、これら複列ローラ軸受２５の外輪は前記軸受ハウジング５０の内周面に嵌合しており、かかる軸受ハウジング５０は一対の複列ローラ軸受２５を介して前記固定筒２３に支承されている。この軸受ハウジング５０の軸方向の一端には前記ナット部材４０が固定されており、かかるナット部材４０が回転すると、軸受ハウジング５０がナット部材４０と共に固定筒２３の周囲を回転するように構成されている。
【００３１】
前記ねじ軸３０及びナット部材４０としては、前述の第一実施形態で説明した図２に示すものをそのまま利用することができる。ねじ軸３０の軸端は第一実施例と同様に第二構造体としての基礎に固定されることから、かかるねじ軸３０が軸方向へ並進運動すると、これに応じてナット部材４０がねじ軸３０の周囲を回転し、この回転が前記軸受ハウジング５０に伝達されるようになっている。
【００３２】
前記軸受ハウジング５０の外側には円筒状のフライホイール６０が設けられている。このフライホイール６０は玉軸受６２を介して前記軸受ハウジング５０に支承されており、かかる軸受ハウジング５０に対して自由に回転できるように構成されている。また、前記軸受ハウジング５０が固定筒２３に対して自由に回転し得ることから、前記フライホイール６０は軸受ハウジング５０に対しても自由に回転することが可能である。
【００３３】
前記軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間には前述した伝達制限手段７０が設けられ、軸受ハウジング５０が回転するとこれに伴ってフライホイール６０も一緒に回転するように構成されている。図５は前記伝達制限手段７０の詳細を示すものである。この伝達制限手段７０は、前記軸受ハウジング５０の外周面を周方向に一巡するように接着固定された円環状の規制ベルト７１と、前記フライホイール６に形成された調整孔６３に挿入されると共に前記規制ベルト７１に摺接する押圧パッド７２と、前記調整孔６３に対してフライホイール６０の外周面側から螺合する調整ボルト７３と、前記押圧パッド７２と調整ねじ７３の間に配置されたパッド付勢部材７４とから構成されている。
【００３４】
前記調整孔６３はフライホイール６０の周方向に沿って複数設けられており、これら調整孔６３に対して前記押圧パッド７２が配置されている。従って、前記規制ベルト７１に対しては複数の押圧パッド７２が接している。また、前記パッド付勢部材７４としては複数枚の皿ばねを重ねて前記調整孔６３に挿入しているが、前記調整ボルト７３の締結に伴って前記押圧パッド７２を付勢することができるものであれば、例えばコイルばねやゴム片等の他の弾性部材であっても差し支えない。
【００３５】
このように構成された伝達制限手段７０では前記調整ボルト７３を締結すると、その締結量に応じて前記パッド付勢部材７４が圧縮され、更に前記押圧パッド７２が圧縮されたパッド付勢部材７４によってフライホイール６０の半径方向内側に向けて付勢され、かかる押圧パッド７２が軸受ハウジング５０に固定された規制ベルト７１に圧接することになる。このため、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力は前記調整ねじ７３の締結量によって調整され、調整ねじ７３の締結量を増やせば当該摩擦力は増大し、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で大きなトルクを伝達することが可能となる。反対に、前記調整ねじ７３の締結量を減らすと、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力は減少し、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で伝達可能なトルクは減少する。
【００３６】
すなわち、調整ねじ７３の締結量を調整することにより、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で伝達可能なトルクの大きさを任意に調整することが可能である。仮に、軸受ハウジング５０又はフライホイール６０に作用するトルクが伝達可能なトルクを上回った場合、前記押圧パッド７２が規制ベルト７１上を摺動することになり、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力に見合ったトルクのみがフライホイール６０から軸受ハウジング５０へ、あるいは軸受ハウジング５０からフライホイール６０へ伝達されることになる。
【００３７】
一方、前記固定筒２３の周囲には、前記軸受ブラケット５０と軸方向に隣接して前記ロータ部材８０が設けられている。このロータ部材８０は回転軸受８２を介して固定筒２３の外周面に支承されると共に、前記フライホイール６０に結合されており、フライホイール６０に連れ回されて前記固定筒２３の周囲を回転するように構成されている。前述の第一実施形態と同様に、前記ロータ部材８０の内周面は固定筒２３の外周面と対向して粘性流体の収容室を形成しており、ロータ部材８０が回転すると、収容室に充填された粘性流体に対して剪断摩擦力が作用し、ロータ部材８０の回転運動のエネルギ、ひいてはフライホイール６０の回転運動のエネルギが減衰されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成される第二実施形態の減衰装置では、第一構造体と第二構造体との間に作用する振動に伴って前記ねじ軸３０が軸方向に進退すると、当該ねじ軸３０に螺合するナット部材４０が当該ねじ軸３０の周囲を回転し、その回転が軸受ハウジング５０に伝達される。前記伝達制限手段７０における調整ねじ７３の締結量が十分に大きく、押圧パッド７２が規制ベルト７１に対して滑らないのであれば、前記ナット部材４０の回転は軸受ハウジング５０を介してフライホイール６０に伝達され、その回転は更にロータ部材８０に伝達されることになる。
【００３９】
従って、前述の第一実施形態と同様に、前記ロータ部材８０の回転に伴って前記収容室内に封入されている粘性流体に対して剪断摩擦力が作用し、前記ロータ部材８０の回転運動のエネルギが粘性流体の熱エネルギに変換されて消費される。その結果、第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギが減衰される。
【００４０】
また、この第二実施形態では前記ロータ部材８０とは別個に、当該ロータ部材８０の半径方向外側にフライホイール６０を設けたことから、このフライホイール６０の慣性モーメントを任意の大きさで設定することが可能である。前記ねじ軸３０が軸方向へ往復運動すると、前記ナット部材４０は加速・減速を行いながら反転を繰り返し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換しながら、常に前記ねじ軸３の軸方向への加速・減速を妨げるように作用する。これにより、第一構造体に対する第二構造体の振動を抑制することが可能となる。また、前記フライホイール６０と前記ロータ部材８０とは直列に結合されていることから、当該フライホイール６０に蓄えられた回転運動のエネルギは前記粘性流体の作用によって減衰される。
【００４１】
すなわち、この第二実施形態の減衰装置においても、粘性流体に起因する減衰作用と、フライホイール６０の有する慣性モーメントに起因する制震作用とが重畳して発揮され、効果的に振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。加えて、フライホイール６０の大きさ及び質量を任意に設計することにより、減衰能力を任意に設定することが可能である。
【００４２】
ここで、フライホイール６０は自らの回転に伴う角運動量を保存しているので、例えば前記ナット部材４０及び軸受ハウジング５０が反転運動の中心を過ぎて減速しようとすると、フライホイール６０から当該フライホイール６０の角運動量に応じたトルクが軸受ハウジング５０及びナット部材４０に作用することになる。より多くの振動エネルギをフライホイール６０の回転運動のエネルギに変換するためには、かかるフライホイール６０の慣性モーメントを大きく設定するのが効果的だが、慣性モーメントが大きくなると、当該フライホイール６０に保存される角運動量も大きくなるので、軸受ハウジング５０及びナット部材４０の減速時にはこれらの部材に対してフライホイール６０から大きなトルクが作用することになる。
【００４３】
その一方、ナット部材４０の回転運動はねじ軸３０の軸方向への往復運動に拘束されているので、かかるナット部材４０がねじ軸３０の運動に連動して減速しようとする際に、フライホイール６０からナット部材４０に対してこれをそのまま回転させようとする大きなトルクが作用すると、ナット部材４０とねじ軸３０との間に配列された多数のボールが過度に圧縮されることになり、ねじ軸３０、ナット部材４０及びボールの破壊に繋がる懸念がある。
【００４４】
前記伝達制限手段７０は、そのような場合に規制ベルト７１に対する押圧パッド７２の滑りを許容し、フライホイール６０の回転から軸受ハウジング５０及びナット部材４０の回転を切り離すように作用する。すなわち、ナット部材４０の軸方向許容荷重との関係から、ナット部材４０が負荷可能な最大トルクを見出し、この最大トルク以上のトルクがフライホイール６０から軸受ハウジング５０に作用した場合に、前記伝達制限手段７０がフライホイール６０の回転から軸受ハウジング５０の回転を切り離すよう、前記伝達制限手段７０の調整ねじ７３の締結量を決定するのである。このように調整ねじ７３の締結量を決定すれば、ナット部材４０の回転減速時にフライホイール６０が軸受ハウジング５０及びナット部材４０に対して当該回転を継続するためのトルクを及ぼしても、かかるトルクがナット部材４０の負荷可能な最大トルクを超えた場合には、フライホイール６０及びこれと直列に繋がれたロータ部材８０が減速する軸受ハウジング５０とは関係なく回転を継続することになり、ナット部材４０に対して過大なトルクが作用するのを防止することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の減衰装置１００では前記ロータ部材８０を、ナット部材４０に結合された軸受ブラケット５０ではなく、前記フライホイール６０に結合していることから、かかるフライホイール６０の回転が前述の如くナット部材４０の回転から切り離されると、前記ロータ部材８０はナット部材４０の回転とは関係なく、フライホイール６０と共に回転することになる。このため、フライホイール６０の回転がナット部材４０の回転から切り離された後は、前述した粘性流体の減衰作用はナット部材４０の回転に対して作用するのではなく、フライホイール６０の回転に対して作用することになり、かかるフライホイール６０の角運動量が減衰されることになる。
【００４６】
仮に、前記ロータ部材８０がフライホイール６０ではなく、軸受ハウジング５０及びナット部材４０に結合されている場合を想定すると、フライホイール６の回転がナット部材４０から切り離されてしまった後は、フライホイール６０の角運動量を積極的に減衰させる手段はなく、かかるフライホイール６０は角運動量を保存した状態で回転を継続することになる。この場合、フライホイール６０が再びナット部材４０に結合されるまでには長時間を要し、再び結合されるまでの間は粘性流体の減衰作用のみでねじ軸３０に作用する振動を減衰しなければならない。しかし、それでは慣性モーメントが大きなフライホイール６０を設けた意義が失われてしまう。
【００４７】
これに対し、前記ロータ部材８０が常にフライホイール６０と一緒に回転するように構成すると、フライホイール６０の回転がナット部材４０の回転から切り離された場合に、粘性流体がフライホイール６０の角運動量を減衰するように作用するので、前記伝達制限手段７０における規制ベルト７１と押圧パッド７２との間の滑りが早期に収まって、フライホイール６０と軸受ハウジング５０は再び一緒に回転するようになる。その結果、前記フライホイール６０及び粘性流体はナット部材４０の回転運動、ひいては第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギの減衰に再び寄与することになる。
【００４８】
すなわち、この第二実施形態の減衰装置１００では、前記フライホイール６０の慣性モーメントを大きく設定して振動エネルギの減衰を効果的に行いつつ、慣性モーメントの大きなフライホイール６０からナット部材４０に対して過度なトルクが作用する場合には前記フライホイール６０をナット部材４０から分離し、減衰装置１００の破損を防止することが可能となっている。
【００４９】
また、減衰装置１００の破損を防止するために、フライホイール６０がナット部材４０から分離されても、直ちにフライホイール６０の保有する角運動量の低下が図られ、早期にフライホイール６０とナット部材４０とが再び結合されるので、ねじ軸３０の軸方向への振動に対してフライホイール６０及び粘性流体の減衰作用を効果的に及ぼすことが可能となっている。
【符号の説明】
【００５０】
１…減衰装置、２…固定筒、３…軸部材（ねじ軸）、４…ナット部材、６…ロータ部材、７…粘性流体、８…収容室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギが伝達する二つの構造体の間に配置され、振動源となる一方の構造体から他方の構造体へと伝達される振動エネルギを減衰させるための減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の減衰装置としては、特開平10-184757号公報に開示されているものが知られている。この減衰装置は建築構造物の柱間に筋交いとして設けられる装置であり、一方の構造体に結合されるロッド部材と、このロッドを覆うようにして設けられると共に他方の構造体に固定されるハウジング部材とから構成されている。前記ロッド部材の外周面には螺旋状のねじ溝が形成されており、このねじ溝には前記ハウジング部材に対して回転自在なナット部材が螺合している。また、このナット部材には前記ハウジング部材内に収容される円筒状のロータが固定されており、このロータの外周面は前記ハウジング部材の内周面と対向して粘性流体の収容室を形成している。
【０００３】
このように構成された減衰装置では、二つの構造体の間に作用する振動に伴って前記ロッド部材がナット部材に対して軸方向へ進退すると、かかるナット部材は前記ロッド部材の軸方向運動を回転運動に変換し、このナット部材の回転運動に伴って該ナット部材に固定されたロータも回転することになる。このとき、前記ロータの外周面とハウジング部材の内周面との隙間は粘性流体の収容室として形成されていることから、かかるロータが回転すると、収容室内の粘性流体に対してロータの回転角速度に応じた剪断摩擦力が作用し、かかる粘性流体が発熱する。すなわち、この減衰装置では構造体間の振動エネルギが回転エネルギに変換され、更にはその回転エネルギが熱エネルギに変換され、その結果として構造体間で伝達される振動エネルギが減衰されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平10-184757号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の減衰装置が発生する減衰力は、粘性流体に接しているロータの表面積に比例しているため、減衰力の向上を図ろうとする場合には前記ロータの軸方向長さを長く設定しなければならない。このため、ロッドの全長やストローク量とは無関係に減衰装置の全長が長くなってしまい、その分だけ減衰装置が大型化してしまうといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、小型化を図りつつも、二つの構造体間を伝播する振動エネルギの減衰を効果的に行うことが可能な減衰装置を提供することにある。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の減衰装置は、第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒と、第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材と、この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材と、前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材と、前記収容室内に密封される粘性流体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
このような本発明の減衰装置では、前記ナット部材と共に回転するロータ部材が固定筒を覆う円筒状に形成されており、粘性流体の収容室よりも半径方向の外側に位置している。このため、粘性流体の収容室よりも半径方向の内側にロータが配置されていた従来の減衰装置に比べ、当該減衰装置の外径が同じであれば、ロータ部材の慣性モーメントを大きく設定することが可能である。また、前記固定筒を覆うように配置されているロータ部材はその肉厚を自由に設定することが可能なので、質量を増加させることにより慣性モーメントを更に増加させることも可能である。
【０００９】
このため、前記ロータ部材はフライホイールの如く機能し、構造体の振動に伴う前記ナット部材の回転運動の加速・減速に対してこれを妨げるように作用し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換して吸収する。これにより、振動の振幅を抑え、構造体に対して作用する振動を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、前記粘性流体は構造体の振動に伴うロータ部材の回転に対して直接作用し、構造体の振動エネルギを減衰させる他、フライホイールの如く機能した前記ロータ部材の運動エネルギも減衰させる。
【００１１】
すなわち、本発明では前記ロータ部材の慣性モーメントによる振動の制震作用と粘性流体による振動の減衰作用とを組み合わせることで、一層効率よく振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の減衰装置の第一実施形態を示す正面半断面図である。
【図２】ねじ軸とナット部材との組み合わせの一例を示す斜視図である。
【図３】ロータ部材の慣性モーメントを調整するための構造を示す側面図である。
【図４】本発明の減衰装置の第二実施形態を示す正面半断面図である。
【図５】図４に示す減衰装置が備える伝達制限手段の構成を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に沿って本発明の減衰装置を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用した減衰装置の第一実施形態を示す半断面図である。この減衰装置１は、中空部を有すると共に一端に開口部を有して筒状に形成された固定筒２と、この固定筒２の開口端から当該固定筒２の中空部に挿入されるようにして配置された軸部材としてのねじ軸３と、多数のボール５を介して前記ねじ軸３に螺合するナット部材４と、このナット部材４に結合されると共に前記固定筒２に対して回転自在に支承されたロータ部材６とを備えている。この減衰装置は、例えば建物とその基礎との間を伝播する振動の減衰に利用され、前記固定筒２はコネクティングロッド２０を介して第一構造体としての建物に固定される一方、前記ねじ軸３はその一端が第二構造体としての基礎に固定される。
【００１５】
前記固定筒２は、前記ロータ部材６と相まって粘性流体の収容室を形成する固定スリーブ２１と、円筒状に形成されると共に前記固定スリーブ２１の軸方向の一端に対して同一軸心上に固定された軸受ブラケット２２とから構成されている。前記コネクティングロッド２０は前記軸受ブラケット２２と反対側の端部において固定スリーブ２１に結合されている。
【００１６】
前記ロータ部材６は前記軸受ブラケット２２の外周面に嵌合する回転軸受４４、及び前記軸受ブラケットとは反対側の固定スリーブ２１の一端に配置された回転軸受６１によって、前記固定筒２に対して回転自在に支承されている。前記回転軸受６１としてはクロスローラ軸受が用いられる一方、ナット部材４に近接した前記回転軸受４４としては前記クロスローラ軸受よりも大荷重を負荷可能な複列ローラ軸受が用いられており、前記ナット部材４からロータ部材６に作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を十分に支承することができるようになっている。
【００１７】
一方、前記ロータ部材６の端部には前記回転軸受４４に隣接して前記ナット部材４が固定されている。図２は、このナット部材４と前記ねじ軸３との組合せの一例を示す斜視図である。前記ねじ軸３の外周面には螺旋状のボール転動溝３１が形成されており、前記ナット部材４は当該ボール転動溝３１を転動する多数のボール５を介して前記ねじ軸３に螺合している。前記ナット部材４は前記ねじ軸３が貫通する貫通孔を有して略円筒状に形成されており、かかる貫通孔の内周面にはねじ軸３のボール転動溝３１と対向する螺旋状のボール転動溝が形成されている。また、このナット部材４はボール５の無限循環路を有しており、ボール５が無限循環することでナット部材４がねじ軸３の周囲を螺旋状に運動することが可能となっている。すなわち、これらねじ軸３とナット部材４はボールねじ装置を構成している。また、前記ナット部材４の外周面にはフランジ部４１ａが形成されると共に、このフランジ部４１ａには固定ボルトを挿通させるボルト孔４１ｂが設けられており、ナット部材４は固定ボルトの締結によって前記ロータ部材６に結合されている。
【００１８】
このようにナット部材４がねじ軸３に螺合しており、しかもねじ軸３の端部は基礎や建物といった構造体に固定されているので、かかる構造体の振動に伴ってねじ軸３が軸方向へ運動すると、この並進運動がナット部材４の回転運動に変換され、ナット部材４に結合されたロータ部材６が固定筒２の周囲を回転することになる。
【００１９】
一方、前記ロータ部材６は円筒状に形成されており、その内周面と前記固定スリーブ２１の外周面とが対向することにより、これらの間に粘性流体７の収容室８が形成されるようになっている。かかる収容室８にはシリコーンオイル等の粘性流体７が充填されている。また、当該収容室８の軸方向両端にはリング状のシール部材８１が嵌められており、かかる収容室８内に封入された粘性流体７が固定スリーブ２１とロータ部材６の隙間から漏れ出すのを防止している。
【００２０】
このように構成された本実施形態の減衰装置１では、前記固定筒２とねじ軸３との間に当該ねじ軸３の軸方向に沿った振動が作用すると、かかる振動エネルギによって前記ねじ軸３が軸方向へ繰り返し進退し、これに伴って前記ねじ軸３に螺合するナット部材４が反転を繰り返しながら当該ねじ軸３の周囲を回転することになる。
【００２１】
このとき、前記固定筒２の周囲をロータ部材６が回転すると、前記収容室８内に封入されている粘性流体７に対して剪断摩擦力が作用し、前記ロータ部材６の回転エネルギが粘性流体７の熱エネルギに変換されて消費される。その結果、第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギが減衰される。
【００２２】
また、前記ロータ部材６を固定筒の内側ではなく外側に配置したことから、減衰装置の外径が略同じであれば、前記ロータ部材を固定筒の内側に配置した従来の装置に比べて、当該ロータ部材の慣性モーメントを大きく設定することが可能である。加えて、前記固定筒２を覆うように配置されているロータ部材６はその肉厚を自由に設定することが可能なので、質量を増加させることで慣性モーメントの更なる増加も可能である。
【００２３】
図３は前記ロータ部材６の慣性モーメントの大きさを自由に増減させるための当該ロータ部材６の構造の一例を示すものであり、かかるロータ部材６を軸方向から観察した状態を示している。この構造では円筒状に形成されたロータ部材６の外周面に対して、かかるロータ部材６の軸方向へ延びる追加質量としての棒状部材６ａをボルト６ｂで固定できるようになっている。前記棒状部材６ａはロータ部材６の外周面を周方向に等分した複数箇所に固定できるように構成されており、同一質量の複数本の棒状部材６ａをロータ部材６の外周面に対して均等に固定することで、ロータ部材６の円滑な回転を維持しつつ、その慣性モーメントを増大できるように構成されている。また、前記棒状部材６ａの質量を任意に変更することにより、前記ロータ部材６の慣性モーメントを任意の大きさに設定することが可能となっている。
【００２４】
従って、前記ロータ部材６はフライホイールの如く機能し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換しながら、常に前記ねじ軸３の軸方向への加速・減速を妨げるように作用する。これにより、振動の振幅を抑え、第一構造体に対する第二構造体の振動を抑制することが可能となる。また、前記収容室８内に封入された粘性流体７は、フライホイールとしての前記ロータ部材６に保存された回転運動のエネルギの減衰に対しても寄与する。
【００２５】
すなわち、この第一実施形態の減衰装置によれば、収容室に封じ込めた粘性流体に起因する減衰作用と、ロータ部材の有する慣性モーメントに起因する制震作用とを組み合わせることで、一層効果的に振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。このため、本発明の減衰装置によれば、粘性流体に起因する減衰作用のみに依存していた従来の減衰装置に比べ、ロータ部材の軸方向長さを抑えて装置全体の小型化を図ることが可能となり、また、従来の減衰装置と同程度の大きさであれば、減衰能力の向上を図ることが可能となっている。
【００２６】
次に、本発明の減衰装置の第二実施形態について説明する。
【００２７】
図４は本発明を適用した減衰装置の第二実施形態を示すものである。前述の第一実施形態では固定筒２と相まって粘性流体７の収容室８を形成するロータ部材６そのものをフライホイールの如く機能させたが、この第二実施形態ではロータ部材とは別個にフライホイールを設け、ねじ軸の軸方向への並進運動に伴って生じるナット部材の回転運動をこれらフライホイールとロータ部材の双方に伝達するように構成している。
【００２８】
この第二実施形態の減衰装置は、中空部を有して円筒状に形成された固定筒２３と、この固定筒２３の中空部に対して挿入されたねじ軸３０と、多数のボールを介してこのねじ軸３０に螺合するナット部材４０と、前記固定筒２３に対して回転自在に支承されると共に前記ナット部材４０が結合された円筒状の軸受ハウジング５０と、この軸受ハウジング５０に対して回転自在に支承されたフライホイール６０と、前記軸受ハウジング５０と前記フライホイール６０との間でトルクを伝達すると共に伝達トルクの上限を規制する伝達制限手段７０と、前記固定筒２３に対して回転自在に支承されると共に前記フライホイール６０に対して結合されたロータ部材８０とから構成されている。
【００２９】
前記固定筒２３の一端にはコネクティングロッド２４が結合されて前記中空部が塞がれている。例えば、前記固定筒２３はこのコネクティングロッド２４を介して第一構造体としての建物に固定される一方、前記ねじ軸３０はその一端が第二構造体としての基礎に固定される。
【００３０】
前記ねじ軸３０の軸端が挿入された固定筒２３の端部は軸受ブラケットとして機能しており、当該部位の外周面には一対の複列ローラ軸受２５の内輪が嵌合している。また、これら複列ローラ軸受２５の外輪は前記軸受ハウジング５０の内周面に嵌合しており、かかる軸受ハウジング５０は一対の複列ローラ軸受２５を介して前記固定筒２３に支承されている。この軸受ハウジング５０の軸方向の一端には前記ナット部材４０が固定されており、かかるナット部材４０が回転すると、軸受ハウジング５０がナット部材４０と共に固定筒２３の周囲を回転するように構成されている。
【００３１】
前記ねじ軸３０及びナット部材４０としては、前述の第一実施形態で説明した図２に示すものをそのまま利用することができる。ねじ軸３０の軸端は第一実施例と同様に第二構造体としての基礎に固定されることから、かかるねじ軸３０が軸方向へ並進運動すると、これに応じてナット部材４０がねじ軸３０の周囲を回転し、この回転が前記軸受ハウジング５０に伝達されるようになっている。
【００３２】
前記軸受ハウジング５０の外側には円筒状のフライホイール６０が設けられている。このフライホイール６０は玉軸受６２を介して前記軸受ハウジング５０に支承されており、かかる軸受ハウジング５０に対して自由に回転できるように構成されている。また、前記軸受ハウジング５０が固定筒２３に対して自由に回転し得ることから、前記フライホイール６０は軸受ハウジング５０に対しても自由に回転することが可能である。
【００３３】
前記軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間には前述した伝達制限手段７０が設けられ、軸受ハウジング５０が回転するとこれに伴ってフライホイール６０も一緒に回転するように構成されている。図５は前記伝達制限手段７０の詳細を示すものである。この伝達制限手段７０は、前記軸受ハウジング５０の外周面を周方向に一巡するように接着固定された円環状の規制ベルト７１と、前記フライホイール６に形成された調整孔６３に挿入されると共に前記規制ベルト７１に摺接する押圧パッド７２と、前記調整孔６３に対してフライホイール６０の外周面側から螺合する調整ボルト７３と、前記押圧パッド７２と調整ねじ７３の間に配置されたパッド付勢部材７４とから構成されている。
【００３４】
前記調整孔６３はフライホイール６０の周方向に沿って複数設けられており、これら調整孔６３に対して前記押圧パッド７２が配置されている。従って、前記規制ベルト７１に対しては複数の押圧パッド７２が接している。また、前記パッド付勢部材７４としては複数枚の皿ばねを重ねて前記調整孔６３に挿入しているが、前記調整ボルト７３の締結に伴って前記押圧パッド７２を付勢することができるものであれば、例えばコイルばねやゴム片等の他の弾性部材であっても差し支えない。
【００３５】
このように構成された伝達制限手段７０では前記調整ボルト７３を締結すると、その締結量に応じて前記パッド付勢部材７４が圧縮され、更に前記押圧パッド７２が圧縮されたパッド付勢部材７４によってフライホイール６０の半径方向内側に向けて付勢され、かかる押圧パッド７２が軸受ハウジング５０に固定された規制ベルト７１に圧接することになる。このため、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力は前記調整ねじ７３の締結量によって調整され、調整ねじ７３の締結量を増やせば当該摩擦力は増大し、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で大きなトルクを伝達することが可能となる。反対に、前記調整ねじ７３の締結量を減らすと、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力は減少し、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で伝達可能なトルクは減少する。
【００３６】
すなわち、調整ねじ７３の締結量を調整することにより、軸受ハウジング５０とフライホイール６０との間で伝達可能なトルクの大きさを任意に調整することが可能である。仮に、軸受ハウジング５０又はフライホイール６０に作用するトルクが伝達可能なトルクを上回った場合、前記押圧パッド７２が規制ベルト７１上を摺動することになり、前記押圧パッド７２と規制ベルト７１との間に作用する摩擦力に見合ったトルクのみがフライホイール６０から軸受ハウジング５０へ、あるいは軸受ハウジング５０からフライホイール６０へ伝達されることになる。
【００３７】
一方、前記固定筒２３の周囲には、前記軸受ブラケット５０と軸方向に隣接して前記ロータ部材８０が設けられている。このロータ部材８０は回転軸受８２を介して固定筒２３の外周面に支承されると共に、前記フライホイール６０に結合されており、フライホイール６０に連れ回されて前記固定筒２３の周囲を回転するように構成されている。前述の第一実施形態と同様に、前記ロータ部材８０の内周面は固定筒２３の外周面と対向して粘性流体の収容室を形成しており、ロータ部材８０が回転すると、収容室に充填された粘性流体に対して剪断摩擦力が作用し、ロータ部材８０の回転運動のエネルギ、ひいてはフライホイール６０の回転運動のエネルギが減衰されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成される第二実施形態の減衰装置では、第一構造体と第二構造体との間に作用する振動に伴って前記ねじ軸３０が軸方向に進退すると、当該ねじ軸３０に螺合するナット部材４０が当該ねじ軸３０の周囲を回転し、その回転が軸受ハウジング５０に伝達される。前記伝達制限手段７０における調整ねじ７３の締結量が十分に大きく、押圧パッド７２が規制ベルト７１に対して滑らないのであれば、前記ナット部材４０の回転は軸受ハウジング５０を介してフライホイール６０に伝達され、その回転は更にロータ部材８０に伝達されることになる。
【００３９】
従って、前述の第一実施形態と同様に、前記ロータ部材８０の回転に伴って前記収容室内に封入されている粘性流体に対して剪断摩擦力が作用し、前記ロータ部材８０の回転運動のエネルギが粘性流体の熱エネルギに変換されて消費される。その結果、第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギが減衰される。
【００４０】
また、この第二実施形態では前記ロータ部材８０とは別個に、当該ロータ部材８０の半径方向外側にフライホイール６０を設けたことから、このフライホイール６０の慣性モーメントを任意の大きさで設定することが可能である。前記ねじ軸３０が軸方向へ往復運動すると、前記ナット部材４０は加速・減速を行いながら反転を繰り返し、構造体の振動エネルギの一部を自身の回転運動のエネルギに変換しながら、常に前記ねじ軸３の軸方向への加速・減速を妨げるように作用する。これにより、第一構造体に対する第二構造体の振動を抑制することが可能となる。また、前記フライホイール６０と前記ロータ部材８０とは直列に結合されていることから、当該フライホイール６０に蓄えられた回転運動のエネルギは前記粘性流体の作用によって減衰される。
【００４１】
すなわち、この第二実施形態の減衰装置においても、粘性流体に起因する減衰作用と、フライホイール６０の有する慣性モーメントに起因する制震作用とが重畳して発揮され、効果的に振動エネルギの減衰を行うことが可能となる。加えて、フライホイール６０の大きさ及び質量を任意に設計することにより、減衰能力を任意に設定することが可能である。
【００４２】
ここで、フライホイール６０は自らの回転に伴う角運動量を保存しているので、例えば前記ナット部材４０及び軸受ハウジング５０が反転運動の中心を過ぎて減速しようとすると、フライホイール６０から当該フライホイール６０の角運動量に応じたトルクが軸受ハウジング５０及びナット部材４０に作用することになる。より多くの振動エネルギをフライホイール６０の回転運動のエネルギに変換するためには、かかるフライホイール６０の慣性モーメントを大きく設定するのが効果的だが、慣性モーメントが大きくなると、当該フライホイール６０に保存される角運動量も大きくなるので、軸受ハウジング５０及びナット部材４０の減速時にはこれらの部材に対してフライホイール６０から大きなトルクが作用することになる。
【００４３】
その一方、ナット部材４０の回転運動はねじ軸３０の軸方向への往復運動に拘束されているので、かかるナット部材４０がねじ軸３０の運動に連動して減速しようとする際に、フライホイール６０からナット部材４０に対してこれをそのまま回転させようとする大きなトルクが作用すると、ナット部材４０とねじ軸３０との間に配列された多数のボールが過度に圧縮されることになり、ねじ軸３０、ナット部材４０及びボールの破壊に繋がる懸念がある。
【００４４】
前記伝達制限手段７０は、そのような場合に規制ベルト７１に対する押圧パッド７２の滑りを許容し、フライホイール６０の回転から軸受ハウジング５０及びナット部材４０の回転を切り離すように作用する。すなわち、ナット部材４０の軸方向許容荷重との関係から、ナット部材４０が負荷可能な最大トルクを見出し、この最大トルク以上のトルクがフライホイール６０から軸受ハウジング５０に作用した場合に、前記伝達制限手段７０がフライホイール６０の回転から軸受ハウジング５０の回転を切り離すよう、前記伝達制限手段７０の調整ねじ７３の締結量を決定するのである。このように調整ねじ７３の締結量を決定すれば、ナット部材４０の回転減速時にフライホイール６０が軸受ハウジング５０及びナット部材４０に対して当該回転を継続するためのトルクを及ぼしても、かかるトルクがナット部材４０の負荷可能な最大トルクを超えた場合には、フライホイール６０及びこれと直列に繋がれたロータ部材８０が減速する軸受ハウジング５０とは関係なく回転を継続することになり、ナット部材４０に対して過大なトルクが作用するのを防止することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の減衰装置１００では前記ロータ部材８０を、ナット部材４０に結合された軸受ブラケット５０ではなく、前記フライホイール６０に結合していることから、かかるフライホイール６０の回転が前述の如くナット部材４０の回転から切り離されると、前記ロータ部材８０はナット部材４０の回転とは関係なく、フライホイール６０と共に回転することになる。このため、フライホイール６０の回転がナット部材４０の回転から切り離された後は、前述した粘性流体の減衰作用はナット部材４０の回転に対して作用するのではなく、フライホイール６０の回転に対して作用することになり、かかるフライホイール６０の角運動量が減衰されることになる。
【００４６】
仮に、前記ロータ部材８０がフライホイール６０ではなく、軸受ハウジング５０及びナット部材４０に結合されている場合を想定すると、フライホイール６の回転がナット部材４０から切り離されてしまった後は、フライホイール６０の角運動量を積極的に減衰させる手段はなく、かかるフライホイール６０は角運動量を保存した状態で回転を継続することになる。この場合、フライホイール６０が再びナット部材４０に結合されるまでには長時間を要し、再び結合されるまでの間は粘性流体の減衰作用のみでねじ軸３０に作用する振動を減衰しなければならない。しかし、それでは慣性モーメントが大きなフライホイール６０を設けた意義が失われてしまう。
【００４７】
これに対し、前記ロータ部材８０が常にフライホイール６０と一緒に回転するように構成すると、フライホイール６０の回転がナット部材４０の回転から切り離された場合に、粘性流体がフライホイール６０の角運動量を減衰するように作用するので、前記伝達制限手段７０における規制ベルト７１と押圧パッド７２との間の滑りが早期に収まって、フライホイール６０と軸受ハウジング５０は再び一緒に回転するようになる。その結果、前記フライホイール６０及び粘性流体はナット部材４０の回転運動、ひいては第一構造体と第二構造体との間で伝播する振動エネルギの減衰に再び寄与することになる。
【００４８】
すなわち、この第二実施形態の減衰装置１００では、前記フライホイール６０の慣性モーメントを大きく設定して振動エネルギの減衰を効果的に行いつつ、慣性モーメントの大きなフライホイール６０からナット部材４０に対して過度なトルクが作用する場合には前記フライホイール６０をナット部材４０から分離し、減衰装置１００の破損を防止することが可能となっている。
【００４９】
また、減衰装置１００の破損を防止するために、フライホイール６０がナット部材４０から分離されても、直ちにフライホイール６０の保有する角運動量の低下が図られ、早期にフライホイール６０とナット部材４０とが再び結合されるので、ねじ軸３０の軸方向への振動に対してフライホイール６０及び粘性流体の減衰作用を効果的に及ぼすことが可能となっている。
【符号の説明】
【００５０】
１…減衰装置、２…固定筒、３…軸部材（ねじ軸）、４…ナット部材、６…ロータ部材、７…粘性流体、８…収容室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒と、
第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材と、
この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材と、
前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材と、
前記収容室内に密封される粘性流体と、を備えたことを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
前記ナット部材及びロータ部材の半径方向外側には円筒状のフライホイールが配置され、かかるフライホイールは前記ナット部材と結合されていることを特徴とする請求項１記載の減衰装置。
【請求項３】
前記フライホイールは、当該フライホイールと前記ナット部材との間の伝達可能トルクの上限値を制限する伝達制限手段を介して前記ナット部材に結合されていることを特徴とする請求項２記載の減衰装置。
【請求項４】
前記ナット部材の回転は前記伝達制限手段及び前記フライホイールを介して前記ロータ部材に伝達されることを特徴とする請求項３記載の減衰装置。
【請求項１】
第一構造体に固定されると共に中空部を有して筒状に形成された固定筒と、
第二構造体に固定される一方、前記固定筒の中空部内に収容されると共に外周面に螺旋状のねじ溝が形成された軸部材と、
この軸部材に螺合すると共に該軸部材の軸方向運動を回転運動に変換するナット部材と、
前記固定筒を覆う円筒状に形成されて前記固定筒の外周面との間に円筒状収容室を形成し、前記ナット部材によって回転を与えられるロータ部材と、
前記収容室内に密封される粘性流体と、を備えたことを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
前記ナット部材及びロータ部材の半径方向外側には円筒状のフライホイールが配置され、かかるフライホイールは前記ナット部材と結合されていることを特徴とする請求項１記載の減衰装置。
【請求項３】
前記フライホイールは、当該フライホイールと前記ナット部材との間の伝達可能トルクの上限値を制限する伝達制限手段を介して前記ナット部材に結合されていることを特徴とする請求項２記載の減衰装置。
【請求項４】
前記ナット部材の回転は前記伝達制限手段及び前記フライホイールを介して前記ロータ部材に伝達されることを特徴とする請求項３記載の減衰装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３７００５（Ｐ２０１２−３７００５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９１２０（Ｐ２０１０−１７９１２０）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【出願人】（５０４２４２３４２）株式会社免制震ディバイス (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【出願人】（５０４２４２３４２）株式会社免制震ディバイス (16)
【Ｆターム（参考）】
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